CN116482535A - 电机绝缘故障检测方法、装置、计算机设备及存储介质 - Google Patents
电机绝缘故障检测方法、装置、计算机设备及存储介质 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116482535A CN116482535A CN202310581256.5A CN202310581256A CN116482535A CN 116482535 A CN116482535 A CN 116482535A CN 202310581256 A CN202310581256 A CN 202310581256A CN 116482535 A CN116482535 A CN 116482535A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- motor
- phase
- tested
- change rate
- insulation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000009413 insulation Methods 0.000 title claims abstract description 179
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims abstract description 52
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims abstract description 106
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 claims abstract description 80
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 claims abstract description 80
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims abstract description 67
- 230000004044 response Effects 0.000 claims abstract description 66
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 37
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 121
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 12
- 238000004590 computer program Methods 0.000 claims description 11
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 9
- 239000002131 composite material Substances 0.000 abstract description 3
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002430 Fibre-reinforced plastic Polymers 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000011151 fibre-reinforced plastic Substances 0.000 description 1
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 description 1
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000016507 interphase Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 208000024891 symptom Diseases 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/34—Testing dynamo-electric machines
- G01R31/343—Testing dynamo-electric machines in operation
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/12—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing
- G01R31/1227—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing of components, parts or materials
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/12—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing
- G01R31/14—Circuits therefor, e.g. for generating test voltages, sensing circuits
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
- Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
- Y04S10/00—Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
- Y04S10/50—Systems or methods supporting the power network operation or management, involving a certain degree of interaction with the load-side end user applications
- Y04S10/52—Outage or fault management, e.g. fault detection or location
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Tests Of Circuit Breakers, Generators, And Electric Motors (AREA)
Abstract
本申请涉及一种电机绝缘故障检测方法、装置、计算机设备及存储介质,所述方法包括:根据变频器上电信号生成直流激励电压和交流激励电压;分别向待测试电机的任意两相施加所述直流激励电压和所述交流激励电压,以获取所述待测试电机任意两相的测试响应数据;根据所述测试响应数据计算得到绝缘退化指标;根据所述绝缘退化指标以及预设指标阈值确定所述待测试电机的绝缘状态。本申请无需设置额外的故障检测装置,通过变频器自动为电机施加交直流复合激励电压,能够有效简化电机绝缘故障的检测过程,提升检测效率。
Description
技术领域
本申请涉及电机故障检测技术领域,特别是涉及一种电机绝缘故障检测方法、装置、计算机设备及存储介质。
背景技术
定子匝间绝缘故障是电机典型故障模式之一,也是引起电机发生相间短路和相接地等严重故障的根本原因。为提前发现并预警定子匝间绝缘故障,避免严重故障造成电机意外停机,对定子匝间绝缘故障的检测具有重要意义。
目前,定子匝间绝缘故障检测分为离线检测和在线检测两大类。在线检测方法通常依据故障表现出的特定征兆,在电机运行过程中,采集电、热、振动、声音等信号,利用时频分析手段提取特征,结合人工智能算法分类决策故障类型。尽管在线诊断方法可实时检测故障,但极易受运行工况影响且严重依赖数据样本,在实际应用中仍有很多问题尚待攻克。而离线检测方法虽不具有实时性,但由于电机在离线时处于静止状态,不受运行工况影响,因此,离线检测方法的检测结果更加准确,是目前监测电机绝缘故障的主要手段。
常用的电机绝缘故障离线检测方法主要包括:绝缘电阻测试、极化指数测试、局部放电测试,由于这些测试方法需要将电机从工作模式分离,断开已有连接,再介入专用测试仪器,使得测试过程繁琐且不易实施。
发明内容
基于此,有必要针对上述技术问题,提供一种能够简化测试过程的电机绝缘故障检测方法、装置、计算机设备及存储介质。
第一方面,本申请提供了一种电机绝缘故障检测方法,所述方法包括:
根据变频器上电信号生成直流激励电压和交流激励电压;
分别向待测试电机的任意两相施加所述直流激励电压和所述交流激励电压,以获取所述待测试电机任意两相的测试响应数据;
根据所述测试响应数据计算得到绝缘退化指标;
根据所述绝缘退化指标以及预设指标阈值确定所述待测试电机的绝缘状态。
在其中一个实施例中,所述方法还包括:
根据所述测试响应数据计算得到所述待测试电机任意两相之间的参考等效电阻和参考等效电感;
根据所述待测试电机任意两相之间的初始等效电阻、初始等效电感、所述参考等效电阻以及所述参考等效电感计算所述待测试电机任意两相之间的等效电阻变化率和等效电感变化率;
根据所述待测试电机任意两相之间的等效电阻变化率和等效电感变化率确定所述待测试电机的绝缘故障位置。
在其中一个实施例中,所述待测试电机任意两相之间的等效电阻变化率包括第一等效电阻变化率、第二等效电阻变化率和第三等效电阻变化率,所述待测试电机任意两相之间的等效电感变化率包括第一等效电感变化率、第二等效电感变化率和第三等效电感变化率,所述根据所述待测试电机任意两相之间的等效电阻变化率和等效电感变化率确定所述待测试电机的绝缘故障位置,包括:
对所述第一等效电阻变化率、所述第二等效电阻变化率和所述第三等效电阻变化率进行排序,对所述第一等效电感变化率、所述第二等效电感变化率和所述第三等效电感变化率进行排序;
若所述第一等效电阻变化率最小或所述第一等效电感变化率最小,确定所述待测试电机的绝缘故障位置为A相;
若所述第二等效电阻变化率最小或所述第二等效电感变化率最小,确定所述待测试电机的绝缘故障位置为B相;
若所述第三等效电阻变化率最小或所述第三等效电感变化率最小,确定所述待测试电机的绝缘故障位置为C相。
在其中一个实施例中,所述分别向待测试电机的任意两相桥臂施加所述直流激励电压和所述交流激励电压,以获取待测试电机任意两相桥臂的测试响应数据,包括:
向所述待测试电机的A相和B相施加所述直流激励电压和所述交流激励电压,以获取待测试电机A相和B相的测试响应数据;
向所述待测试电机的A相和C相施加所述直流激励电压和所述交流激励电压,以获取待测试电机A相和C相的测试响应数据;
向所述待测试电机的B相和C相施加所述直流激励电压和所述交流激励电压,以获取待测试电机B相和C相的测试响应数据。
在其中一个实施例中,所述根据所述测试响应数据计算得到绝缘退化指标,包括:
根据所述测试响应数据计算得到所述待测试电机任意两相之间的参考等效电阻和参考等效电感;
根据所述待测试电机任意两相之间的参考等效电阻和参考等效电感计算电阻绝缘退化指标以及电感绝缘退化指标。
在其中一个实施例中,所述电阻绝缘退化指标的计算公式为:
其中,FIR为电阻绝缘退化指标,为A相B相之间的参考等效电阻,/>为B相C相之间的参考等效电阻,/>为C相A相之间的参考等效电阻;
和/或,所述电感绝缘退化指标的计算方式,包括:
其中,FIΔL为电感绝缘退化指标,/>为A相B相之间的初始等效电感,/>为B相C相之间初始等效电感,为C相A相之间的初始等效电感,/>为A相B相之间的参考等效电感,/>为B相C相之间参考等效电感,/>为C相A相之间的参考等效电感。
在其中一个实施例中,所述根据所述绝缘退化指标以及预设指标阈值确定所述待测试电机的绝缘状态,包括:
若所述电阻绝缘退化指标大于第一指标阈值,或所述电感绝缘退化指标大于所述第一指标阈值,确定电机处于绝缘退化状态;
若所述电阻绝缘退化指标大于第二指标阈值,或所述电感绝缘退化指标大于所述第二指标阈值,确定电机处于绝缘故障状态,其中,所述第二指标阈值大于所述第一指标阈值。
第二方面,本申请还提供了一种电机绝缘故障检测装置,所述装置包括:
电压生成模块,用于根据变频器上电信号生成直流激励电压和交流激励电压;
电压施加模块,用于分别向待测试电机的任意两相施加所述直流激励电压和所述交流激励电压,以获取所述待测试电机任意两相的测试响应数据;
指标计算模块,用于根据所述测试响应数据计算得到绝缘退化指标;
故障检测模块,用于根据所述绝缘退化指标以及预设指标阈值确定所述待测试电机的绝缘状态。
第三方面,本申请还提供了一种计算机设备,包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现第一方面所述的电机绝缘故障检测方法的步骤。
第四方面,本申请还提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现第一方面所述的电机绝缘故障检测方法的步骤。
综上所述,本申请提出了一种电机绝缘故障检测方法、装置、计算机设备及存储介质,所述方法包括:根据变频器上电信号生成直流激励电压和交流激励电压;分别向待测试电机的任意两相施加所述直流激励电压和所述交流激励电压,以获取所述待测试电机任意两相的测试响应数据;根据所述测试响应数据计算得到绝缘退化指标;根据所述绝缘退化指标以及预设指标阈值确定所述待测试电机的绝缘状态。本申请无需设置额外的故障检测装置,通过变频器自动为电机施加交直流复合激励电压,能够有效简化电机绝缘故障的检测过程,提升检测效率。
附图说明
图1为一个实施例中电机绝缘故障检测方法的流程示意图;
图2为一个实施例中电机绝缘故障检测方法的电路原理图;
图3为另一个实施例中电机绝缘故障检测方法的流程示意图;
图4为一个实施例中确定待测试电机的绝缘故障位置的步骤的流程示意图;
图5为一个实施例中计算绝缘退化指标的步骤的流程示意图;
图6为一个实施例中确定待测试电机的绝缘状态的步骤的流程示意图;
图7为一个实施例中电机绝缘故障检测装置的模块示意图;
图8为一个实施例中计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本申请进行进一步详细说明。应当理解,此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。
在一个实施例中,如图1所示,提供了一种电机绝缘故障检测方法,以该方法应用于图2中的检测电路为例进行说明,包括以下步骤:
S101,根据变频器上电信号生成直流激励电压和交流激励电压。
其中,本实施例提出的电机绝缘故障检测方法可以应用于由变频器驱动的交流电机,例如异步电机、永磁同步电机等。
在具体实施例中,变频器在上电后,生成变频器上电信号,以触发激励信号生成程序,生成相应的直流激励电压信号和交流激励电压信号。
需知的,激励信号生成程序可以运行于电机控制设备中,本实施例对电机控制设备的类型不作限定,可以根据实际应用场景进行自适应替换。
具体地,如图2所示,电机包括相应的PWM脉冲信号模块、逆变模块以及三相电源模块,其中,逆变模块由多个功率管器件组成,本实施例对逆变模块的具体结构不作限定,可以采用如图2中的A相上功率管、A相下功率管、B相上功率管、B相下功率管、C相上功率管及C相下功率管,共6个功率管组成。在实际应用过程中,对于同一相桥臂,上功率管和下功率管的PWM脉冲信号互补。
在具体实施例中,可以通过对任一相桥臂的上功率管和下功率管进行脉冲封锁,以实现为另外亮相桥臂施加直流激励电压信号和交流激励电压信号。
具体地,电机控制设备可以根据变频器上电信号,生成相应的电压指令,以通过电机控制算法中的脉宽调制环节生成相应的PWM脉冲信号,并驱动对应相桥臂上的功率管器件,以生成相应的直流激励电压信号和交流激励电压信号。
以生成A相和B相上的PWM脉冲信号为例,电压指令的具体值可通过以下公式进行计算:
其中,为A相上的PWM脉冲信号,/>为B相上的PWM脉冲信号,ΔUdc为直流激励电压信号,ΔUac×cos(2πft)为交流激励电压信号,f为电机频率,A相和B相上的PWM脉冲信号为uAB=uA-uB=ΔUdc+ΔUac×cos(2πft)。
在具体实施例中,ΔUdc的电压值可以为2V,ΔUac的幅值可以为5V,电机频率f大于200Hz。
S102,分别向待测试电机的任意两相施加直流激励电压和交流激励电压,以获取待测试电机任意两相的测试响应数据。
具体的,通过依次封锁不同相桥臂上的上功率管和下功率管,可以实现为待测试电机的任意两相施加直流激励电压和交流激励电压。在为电机的三相电路施加直流激励电压和交流激励电压复合的激励信号后,电机将产生对应的直流电流响应和交流电流响应。
测试响应数据包括直流电流响应数据和交流电流响应数据。
举例来说,对电机的A相和B相施加直流激励电压和交流激励电压时,变频器采集电机的测试响应数据,此时|iA|=|iB|=|iAB|。对A相电流iA求平均值可以得到直流电流响应ΔIdc,利用公式Δiac=iA-ΔIdc计算得到交流电流响应Δiac。
具体的,在得到待测试电机任意两相的测试响应数据后,还可以进一步采用其它数学处理方法处理测试响应数据,以得到测试相关数据,举例来说,对交流电流响应Δiac进行傅里叶分析可以得到交流电流幅值ΔIac。
在其中一个实施例中,分别向待测试电机的任意两相桥臂施加直流激励电压和交流激励电压,以获取待测试电机任意两相桥臂的测试响应数据,包括:
向待测试电机的A相和B相施加直流激励电压和交流激励电压,以获取待测试电机A相和B相的测试响应数据;
向待测试电机的A相和C相施加直流激励电压和交流激励电压,以获取待测试电机A相和C相的测试响应数据;
向待测试电机的B相和C相施加直流激励电压和交流激励电压,以获取待测试电机B相和C相的测试响应数据。
在具体实施过程中,本实施例施加直流激励电压信号和交流激励电压信号的过程,需要分别对A相B相、B相C相以及A相C相进行测试,以得到对应的A相B相、B相C相以及A相C相的测试响应数据。
需知的,对A相B相、B相C相以及A相C相进行测试的测试顺序可以根据实际应用需要进行自适应替换,本实施例对此不作限定。
S103,根据测试响应数据计算得到绝缘退化指标。
具体地,本实施例中的绝缘退化指标包括电阻绝缘退化指标和电感绝缘退化指标。
在计算绝缘退化指标时,以测试响应数据为基础,计算得到等效电阻及等效电感等中间数据,再利用中间数据进一步完成绝缘退化指标的计算。
S104,根据绝缘退化指标以及预设指标阈值确定待测试电机的绝缘状态。
具体地,根据绝缘退化指标和预设指标阈值进行比较判断,并根据绝缘退化指标和预设指标阈值的比较结果,输出待测试电机的绝缘状态。其中,待测试电机的绝缘状态包括绝缘退化状态和绝缘故障状态。
综上,本实施例提供了一种电机绝缘故障检测方法中,本实施例在变频器上电后,生成相应的直流激励电压信号和交流激励电压信号,并通过为电机的任意两相施加直流激励电压信号和交流激励电压信号的方式,采集电机的测试响应数据,最后利用测试响应数据完成绝缘退化指标的计算,基于绝缘退化指标与预设指标阈值的比较结果确定待测试电机的绝缘状态。本实施例提供的电机绝缘故障检测方法无需采用复杂的检测仪器,直接利用电机中已有结构进行电机绝缘故障的检测,检测迅速、效率高,能够有效监控电机绝缘状态,保障电机安全。
在一个实施例中,如图3所示,电机绝缘故障检测方法,还包括:
S201,根据测试响应数据计算得到待测试电机任意两相之间的参考等效电阻和参考等效电感;
具体的,以为A相和B相施加直流激励电压信号和交流激励电压信号为例,可以得到相应的直流激励电压参数ΔUdc,交流激励电压参数ΔUac,直流电流响应参数ΔIdc以及交流电流响应参数ΔIac。
利用公式计算得到相应的A相和B相之间的参考等效电阻/>和参考等效电感/>
在具体实施例中,测试响应数据包括待测试电机任意两相之间的电流响应数据,最终计算得到的参考等效电阻包括和/>参考等到电感包括/> 和/>
S202,根据待测试电机任意两相之间的初始等效电阻、初始等效电感、参考等效电阻以及参考等效电感计算待测试电机任意两相之间的等效电阻变化率和等效电感变化率;
在具体实施例中,待测试电机任意两相之间的等效电阻变化率包括第一等效电阻变化率、第二等效电阻变化率和第三等效电阻变化率,待测试电机任意两相之间的等效电感变化率包括第一等效电感变化率、第二等效电感变化率和第三等效电感变化率。
其中,第一等效电阻变化率为A相和B相之间的等效电阻的变化率第二等效电阻变化率为B相和C相之间的等效电阻的变化率/>第三等效电阻变化率为C相和A相之间的等效电阻的变化率/>
第一等效电感变化率为A相和B相之间的等效电感的变化率第二等效电感变化率为B相和C相之间的等效电感的变化率/>第三等效电感变化率为C相和A相之间的等效电感的变化率/>
具体的,等效电阻变化率和等效电感变化率的计算公式为:
其中,x为AB、BC或CA,Rx0为初始等效电阻,Rx为参考等效电阻,Lx0为初始等效电感,Lx为参考等效电感,为等效电阻变化率,/>为等效电感变化率。
S203,根据待测试电机任意两相之间的等效电阻变化率和等效电感变化率确定待测试电机的绝缘故障位置。
具体地,结合计算得到的各等效电阻变化率以及等效电感变化率之间的比较情况,可以准确确定待测试电机的绝缘故障位置。
在其中一个实施例中,如图4所示,S203,包括:
S301,对第一等效电阻变化率、第二等效电阻变化率和第三等效电阻变化率进行排序,对第一等效电感变化率、第二等效电感变化率和第三等效电感变化率进行排序;
S302,若第一等效电阻变化率最小或第一等效电感变化率最小,确定待测试电机的绝缘故障位置为A相;
S303,若第二等效电阻变化率最小或第二等效电感变化率最小,确定待测试电机的绝缘故障位置为B相;
S304,若第三等效电阻变化率最小或第三等效电感变化率最小,确定待测试电机的绝缘故障位置为C相。
在具体实施例中,通过比较各等效电感变化率以及各等效电阻变化率的方式,精准确定待测试电机的绝缘故障位置,能够有效辅助工作人员对待测试电机进行故障修复,保障电机安全。
在其中一个实施例中,如图5所示,步骤S103,包括:
步骤S401,根据测试响应数据计算得到待测试电机任意两相之间的参考等效电阻和参考等效电感;
步骤S402,根据待测试电机任意两相之间的参考等效电阻和参考等效电感计算电阻绝缘退化指标以及电感绝缘退化指标。
在具体实施例中,参考等效电阻和参考等效电感为计算电阻绝缘退化指标和电感绝缘退化指标的中间指标。
在其中一个实施例中,电阻绝缘退化指标的计算公式为:
其中,FIR为电阻绝缘退化指标,为A相B相之间的参考等效电阻,/>为B相C相之间的参考等效电阻,/>为C相A相之间的参考等效电阻;
和/或,电感绝缘退化指标的计算方式,包括:
其中,FIΔL为电感绝缘退化指标,/>为A相B相之间的初始等效电感,/>为B相C相之间初始等效电感,为C相A相之间的初始等效电感,/>为A相B相之间的参考等效电感,/>为B相C相之间参考等效电感,/>为C相A相之间的参考等效电感。
在其中一个实施例中,如图6所示,步骤S104,包括:
S501,若电阻绝缘退化指标大于或等于第一指标阈值,或电感绝缘退化指标大于或等于第一指标阈值,确定电机处于绝缘退化状态;
在具体实施例中,第一指标阈值可以根据实际应用场景的需要进行自定义设置,在本实施例中,第一指标阈值可以为1%。
当电阻绝缘退化指标FIR≥1%时或电感绝缘退化指标FIΔL≥1%,可以确定待测试电机处于绝缘退化状态,且退化程度为0.5(FIR+FIΔL)。
S502,若电阻绝缘退化指标大于或等于第二指标阈值,或电感绝缘退化指标大于或等于第二指标阈值,确定电机处于绝缘故障状态,其中,第二指标阈值大于第一指标阈值。
在具体实施例中,第二指标阈值可以根据实际应用场景的需要进行自定义设置,在本实施例中,第二指标阈值可以为5%。
当电阻绝缘退化指标FIR≥5%时或电感绝缘退化指标FIΔL≥5%,可以确定待测试电机处于绝缘故障状态。
综上,本实施例提出一种电机绝缘故障检测方法,无需采用复杂的故障检测设备,通过变频器生成相应的直流激励电压信号和交流激励电压信号,并施加至待测试电机的三相电路中,通过对待测试电机的测试响应数据的提取,能够通过算法准确确定待测试电机的绝缘故障状态以及绝缘故障位置,有效降低了检测电机绝缘故障的成本。另外,由于本发明提出的电机绝缘故障检测方法应用于电机离线状态,不易受到运行工况的干扰,绝缘故障检测结果具有准确、精度高的优点。
应该理解的是,虽然如上的各实施例所涉及的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示,但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明,这些步骤的执行并没有严格的顺序限制,这些步骤可以以其它的顺序执行。而且,如上的各实施例所涉及的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段,这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成,而是可以在不同的时刻执行,这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行,而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
基于同样的发明构思,本申请实施例还提供了一种用于实现上述所涉及的电机绝缘故障检测方法的电机绝缘故障检测装置。该装置所提供的解决问题的实现方案与上述方法中所记载的实现方案相似,故下面所提供的一个或多个电机绝缘故障检测装置实施例中的具体限定可以参见上文中对于电机绝缘故障检测方法的限定,在此不再赘述。
在一个实施例中,如图7所示,提供了一种电机绝缘故障检测装置600,包括:电压生成模块610、电压施加模块620、指标计算模块630和故障检测模块640,其中:
电压生成模块610,用于根据变频器上电信号生成直流激励电压和交流激励电压;
电压施加模块620,用于分别向待测试电机的任意两相施加直流激励电压和交流激励电压,以获取待测试电机任意两相的测试响应数据;
指标计算模块630,用于根据测试响应数据计算得到绝缘退化指标;
故障检测模块640,用于根据绝缘退化指标以及预设指标阈值确定待测试电机的绝缘状态。
在其中一个实施例中,电机绝缘故障检测装置600,还包括:
故障位置确定模块,用于根据测试响应数据计算得到待测试电机任意两相之间的参考等效电阻和参考等效电感;根据待测试电机任意两相之间的初始等效电阻、初始等效电感、参考等效电阻以及参考等效电感计算待测试电机任意两相之间的等效电阻变化率和等效电感变化率;根据待测试电机任意两相之间的等效电阻变化率和等效电感变化率确定待测试电机的绝缘故障位置。
在其中一个实施例中,待测试电机任意两相之间的等效电阻变化率包括第一等效电阻变化率、第二等效电阻变化率和第三等效电阻变化率,待测试电机任意两相之间的等效电感变化率包括第一等效电感变化率、第二等效电感变化率和第三等效电感变化率,故障位置确定模块,具体用于对第一等效电阻变化率、第二等效电阻变化率和第三等效电阻变化率进行排序,对第一等效电感变化率、第二等效电感变化率和第三等效电感变化率进行排序;若第一等效电阻变化率最小或第一等效电感变化率最小,确定待测试电机的绝缘故障位置为A相;若第二等效电阻变化率最小或第二等效电感变化率最小,确定待测试电机的绝缘故障位置为B相;若第三等效电阻变化率最小或第三等效电感变化率最小,确定待测试电机的绝缘故障位置为C相。
在其中一个实施例中,电压施加模块620,具体用于向待测试电机的A相和B相施加直流激励电压和交流激励电压,以获取待测试电机A相和B相的测试响应数据;向待测试电机的A相和C相施加直流激励电压和交流激励电压,以获取待测试电机A相和C相的测试响应数据;向待测试电机的B相和C相施加直流激励电压和交流激励电压,以获取待测试电机B相和C相的测试响应数据。
在其中一个实施例中,指标计算模块630,具体用于根据测试响应数据计算得到待测试电机任意两相之间的参考等效电阻和参考等效电感;根据待测试电机任意两相之间的参考等效电阻和参考等效电感计算电阻绝缘退化指标以及电感绝缘退化指标。
在其中一个实施例中,故障检测模块640,具体用于若电阻绝缘退化指标大于第一指标阈值,或电感绝缘退化指标大于第一指标阈值,确定电机处于绝缘退化状态;若电阻绝缘退化指标大于第二指标阈值,或电感绝缘退化指标大于第二指标阈值,确定电机处于绝缘故障状态,其中,第二指标阈值大于第一指标阈值。
综上,本实施例提出一种电机绝缘故障检测装置,无需采用复杂的故障检测设备,通过变频器生成相应的直流激励电压信号和交流激励电压信号,并施加至待测试电机的三相电路中,通过对待测试电机的测试响应数据的提取,能够通过算法准确确定待测试电机的绝缘故障状态以及绝缘故障位置,有效降低了检测电机绝缘故障的成本。另外,由于本发明提出的电机绝缘故障检测装置应用于电机离线状态,不易受到运行工况的干扰,绝缘故障检测结果具有准确、精度高的优点。
上述电机绝缘故障检测装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中,也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中,以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
在一个实施例中,如图8所示,提供了一种计算机设备,包括存储器和处理器,存储器中存储有计算机程序,该处理器执行计算机程序时实现以下步骤:
根据变频器上电信号生成直流激励电压和交流激励电压;
分别向待测试电机的任意两相施加直流激励电压和交流激励电压,以获取待测试电机任意两相的测试响应数据;
根据测试响应数据计算得到绝缘退化指标;
根据绝缘退化指标以及预设指标阈值确定待测试电机的绝缘状态。
在一个实施例中,提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,计算机程序被处理器执行时实现以下步骤:
根据变频器上电信号生成直流激励电压和交流激励电压;
分别向待测试电机的任意两相施加直流激励电压和交流激励电压,以获取待测试电机任意两相的测试响应数据;
根据测试响应数据计算得到绝缘退化指标;
根据绝缘退化指标以及预设指标阈值确定待测试电机的绝缘状态。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程,是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成,所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中,该计算机程序在执行时,可包括如上述各方法的实施例的流程。其中,本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、数据库或其它介质的任何引用,均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-OnlyMemory,ROM)、磁带、软盘、闪存、光存储器、高密度嵌入式非易失性存储器、阻变存储器(ReRAM)、磁变存储器(Magnetoresistive Random Access Memory,MRAM)、铁电存储器(Ferroelectric Random Access Memory,FRAM)、相变存储器(Phase Change Memory,PCM)、石墨烯存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory,RAM)或外部高速缓冲存储器等。作为说明而非局限,RAM可以是多种形式,比如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory,SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic RandomAccess Memory,DRAM)等。本申请所提供的各实施例中所涉及的数据库可包括关系型数据库和非关系型数据库中至少一种。非关系型数据库可包括基于区块链的分布式数据库等,不限于此。本申请所提供的各实施例中所涉及的处理器可为通用处理器、中央处理器、图形处理器、数字信号处理器、可编程逻辑器、基于量子计算的数据处理逻辑器等,不限于此。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本申请的保护范围。因此,本申请的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种电机绝缘故障检测方法,其特征在于,所述方法包括:
根据变频器上电信号生成直流激励电压和交流激励电压;
分别向待测试电机的任意两相施加所述直流激励电压和所述交流激励电压,以获取所述待测试电机任意两相的测试响应数据;
根据所述测试响应数据计算得到绝缘退化指标;
根据所述绝缘退化指标以及预设指标阈值确定所述待测试电机的绝缘状态。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
根据所述测试响应数据计算得到所述待测试电机任意两相之间的参考等效电阻和参考等效电感;
根据所述待测试电机任意两相之间的初始等效电阻、初始等效电感、所述参考等效电阻以及所述参考等效电感计算所述待测试电机任意两相之间的等效电阻变化率和等效电感变化率;
根据所述待测试电机任意两相之间的等效电阻变化率和等效电感变化率确定所述待测试电机的绝缘故障位置。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述待测试电机任意两相之间的等效电阻变化率包括第一等效电阻变化率、第二等效电阻变化率和第三等效电阻变化率,所述待测试电机任意两相之间的等效电感变化率包括第一等效电感变化率、第二等效电感变化率和第三等效电感变化率,所述根据所述待测试电机任意两相之间的等效电阻变化率和等效电感变化率确定所述待测试电机的绝缘故障位置,包括:
对所述第一等效电阻变化率、所述第二等效电阻变化率和所述第三等效电阻变化率进行排序,对所述第一等效电感变化率、所述第二等效电感变化率和所述第三等效电感变化率进行排序;
若所述第一等效电阻变化率最小或所述第一等效电感变化率最小,确定所述待测试电机的绝缘故障位置为A相;
若所述第二等效电阻变化率最小或所述第二等效电感变化率最小,确定所述待测试电机的绝缘故障位置为B相;
若所述第三等效电阻变化率最小或所述第三等效电感变化率最小,确定所述待测试电机的绝缘故障位置为C相。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述分别向待测试电机的任意两相桥臂施加所述直流激励电压和所述交流激励电压,以获取待测试电机任意两相桥臂的测试响应数据,包括:
向所述待测试电机的A相和B相施加所述直流激励电压和所述交流激励电压,以获取待测试电机A相和B相的测试响应数据;
向所述待测试电机的A相和C相施加所述直流激励电压和所述交流激励电压,以获取待测试电机A相和C相的测试响应数据;
向所述待测试电机的B相和C相施加所述直流激励电压和所述交流激励电压,以获取待测试电机B相和C相的测试响应数据。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述测试响应数据计算得到绝缘退化指标,包括:
根据所述测试响应数据计算得到所述待测试电机任意两相之间的参考等效电阻和参考等效电感;
根据所述待测试电机任意两相之间的参考等效电阻和参考等效电感计算电阻绝缘退化指标以及电感绝缘退化指标。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述电阻绝缘退化指标的计算公式为:
其中,FIR为电阻绝缘退化指标,为A相B相之间的参考等效电阻,/>为B相C相之间的参考等效电阻,/>为C相A相之间的参考等效电阻;
和/或,所述电感绝缘退化指标的计算方式,包括:
其中,FIΔL为电感绝缘退化指标,/>为A相B相之间的初始等效电感,/>为B相C相之间初始等效电感,/>为C相A相之间的初始等效电感,/>为A相B相之间的参考等效电感,/>为B相C相之间参考等效电感,/>为C相A相之间的参考等效电感。
7.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述根据所述绝缘退化指标以及预设指标阈值确定所述待测试电机的绝缘状态,包括:
若所述电阻绝缘退化指标大于或等于第一指标阈值,或所述电感绝缘退化指标大于或等于所述第一指标阈值,确定电机处于绝缘退化状态;
若所述电阻绝缘退化指标大于或等于第二指标阈值,或所述电感绝缘退化指标大于或等于所述第二指标阈值,确定电机处于绝缘故障状态,其中,所述第二指标阈值大于所述第一指标阈值。
8.一种电机绝缘故障检测装置,其特征在于,所述装置包括:
电压生成模块,用于根据变频器上电信号生成直流激励电压和交流激励电压;
电压施加模块,用于分别向待测试电机的任意两相施加所述直流激励电压和所述交流激励电压,以获取所述待测试电机任意两相的测试响应数据;
指标计算模块,用于根据所述测试响应数据计算得到绝缘退化指标;
故障检测模块,用于根据所述绝缘退化指标以及预设指标阈值确定所述待测试电机的绝缘状态。
9.一种计算机设备,包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述的电机绝缘故障检测方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的电机绝缘故障检测方法的步骤。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202310581256.5A CN116482535A (zh) | 2023-05-22 | 2023-05-22 | 电机绝缘故障检测方法、装置、计算机设备及存储介质 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202310581256.5A CN116482535A (zh) | 2023-05-22 | 2023-05-22 | 电机绝缘故障检测方法、装置、计算机设备及存储介质 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN116482535A true CN116482535A (zh) | 2023-07-25 |
Family
ID=87223351
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202310581256.5A Pending CN116482535A (zh) | 2023-05-22 | 2023-05-22 | 电机绝缘故障检测方法、装置、计算机设备及存储介质 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN116482535A (zh) |
-
2023
- 2023-05-22 CN CN202310581256.5A patent/CN116482535A/zh active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9625519B2 (en) | Drive failure protection | |
CN107783006B (zh) | 水轮发电机转子绕组匝间短路故障检测方法 | |
CN107167695B (zh) | 基于磁场分布监测的永磁同步电机匝间短路故障诊断方法 | |
WO2021184820A1 (zh) | 一种两电平三相电压源逆变器桥臂开路故障诊断方法 | |
CN105974312A (zh) | 永磁同步电机退磁故障诊断方法 | |
CN111123105B (zh) | 基于高频信号注入的电机匝间短路故障诊断方法 | |
CN109696627A (zh) | 一种电动汽车电机三相动力线缺相故障诊断方法及装置 | |
CN104764974A (zh) | 一种无刷励磁发电机转子绕组匝间短路故障诊断方法 | |
CN112615359B (zh) | 基于电压波形比较的交直流混联电网纵联保护方法及*** | |
CN113325334B (zh) | 一种三相永磁同步电机驱动***的开路故障诊断方法 | |
Wolkiewicz et al. | On-line neural network-based stator fault diagnosis system of the converter-fed induction motor drive | |
Zhang | Current behavior-based open-switch fault on-line diagnosis of inverters in PMSM drive systems | |
Barater et al. | Diagnosis of incipient faults in PMSMs with coaxially insulated windings | |
CN112100946B (zh) | 一种基于故障在线模拟的逆变器开路故障诊断方法及装置 | |
Lee et al. | Diagnosis of interturn short-circuit fault in PMSM by residual voltage analysis | |
Canseven et al. | Performance improvement of fault-tolerant control for dual three-phase PMSM drives under inter-turn short circuit faults | |
CN116482535A (zh) | 电机绝缘故障检测方法、装置、计算机设备及存储介质 | |
Zhang et al. | Fault diagnosis of inter-turn short circuit of permanent magnet synchronous motor based on voltage residual vector | |
Sundaram et al. | Stator inter-turn fault detection for seamless fault-tolerant operation of five-phase induction motors | |
CN117096823B (zh) | 变速抽蓄机组转子短路故障保护方法及装置 | |
Sun et al. | A generalized open-phase fault detection technique for symmetrical multiphase machines using zero-sequence current constraints | |
El-Sebah et al. | A Proposed Fault Diagnostics Technique for Induction Motor Stator Winding | |
Awadallah et al. | Detection of insulation failure in BLDC motors using neuro-fuzzy systems | |
CN113625117A (zh) | 电机定子匝间短路故障诊断方法、装置及*** | |
Nguyen | Model-based diagnosis and prognosis of induction motors under stator winding fault |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |